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1、染整技术吸附等温线的介绍及应用吴焕领魏赛男褂淑玲河北科技大学纺织服装学院河北石家庄摘要 吸附等温曲线用途厂泛 在许多行业都冇应用。结合生物匸程专业对吸附等温式的推导及对吸 附等温线概念、机理、应用进行了系统的介绍 这对工业应用有一定的指导作用。关键词 吸附等温线 吸附等温式 吸附平衡 拉链原理 染色中图分类号文献标识码 文章编号© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 染整技术© 1994-2010 China Academic Journal E
2、lectronic Publishing House. All rights reserved, 染整技术吸附剂方軒式吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两 相界rfri上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中 浓度Z间的关系曲线。在一定温度K分离物质在液 相和固相中的浓度关系可用吸附方程式來衣示'。作 为吸附现彖方i di的特性仃吸附呈、吸附强度、吸附状 态等而宏观地总括这些特性的足吸附等温线。吸附等温Illi线用途广泛在许多行业都冇应用. 在地质科学方曲可以用于皋于吸附等温线的农而分 形研究及其地球科学应用°在煤炭方面煤对混合 气体中 fii 的吸附旱现出不同的吸附恃点
3、煤 对优先吸附并且随着压力的升高煤对选择 件吸附能力增加。此研究结果对开展注烟道气提髙煤 层采收率和煤层埋藏具何一定的指导作用（）在 人然气工业吸附人然'（存储被认为是垠仃希望取代 爲压压缩人然气存储的低压存储技术利用甲烷在活 性炭上吸附等温线的测定及分析为大规模天然气吸 附存储技术的丿F发奠定了卑础。在环境科学与安全 方面例如对黄河水中沉枳物与铜和铅交换吸附等温 线的研究 运川界面分级离r配位f交换原理和方 法研究了黄河水中、与沉枳物相互作用的等 温线 证明 在水中与沉枳物的交换吸附是分 二级进行的。对水的净化处理冇指导作用在右油 地质方面对高温高压卜多种气体在储层岩心中吸附 雪温线
4、的测定町以得出多组分'（体组分相对吸附呈 收稿日期作者简介昊焕领 女在渎研究生硏究方向 染色 及術的应用能仃效地表征多组分气体'!«并组分气体的竞争吸附 能力大小。在住品发酵方iftf尤其在生物匸业卜游 技术的应用显得尤为暇要 在粮食和饲料I.业方而 研究农产品吸附号解吸等温线对于指导农产品加1： 工艺正确选择仅品包装材料与方法确定控制农产 品得变和抑制微生物生K的贮存条件都冇匝要的实 际意义在物理化学方而也冇超临界氢在活性炭 上的吸附等温线研究）十壤研究方I何应用吸附等 温曲线n断水稻上供硅能力以及吸附等温曲线方程 参数与水稻上理化件质的关系也有实际意义和价值 ）还
5、冇就是在染料化学方而的应用对于分析染色 理论以及更好的指导工业实践冇枳极突出的意义.吸附平衡物质从流体相 气、液 浓缩到尚体农而从而达 到分离的过程称为吸附过程。吸附平衡常用 方程小分子层吸附等温线方程式來描述.吸附最吸附剂溶质的垠大吸附鼠吸附平衡常数吸附质分压实际应用中用的昴多的是式中一大于的常数 液相吸附常用卜式© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 染整技术© 1994-2010 China Academic Journal Electro
6、nic Publishing House. All rights reserved, 染整技术昊焕裁等吸附等温线的介绍及应用© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 染整技术© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 染整技术式中吸附质浓度吸附等温式种J1不谈不同吸附等温线的具体机理在一定 温度F分离物质在液相和固相中的浓度
7、关系町用 吸附方程式式来表示式中表示吸附剂在染浴中叮理解为纤维表示游离在液相中的溶质染料等 表示吸 附剂与溶质的结合方式 町理解为染料和纤维的结 介方式 、分别为吸附与洗脱常数。若以 表示 溶质在流动相中的浓度即的浓度表示溶质在固相中的浓度即 的浓度则上述过程 的平衡关系叮表达为函数。这种函数关系式有许多不同的表达式如、等但对大多数化介物而言吸附等温线是应用最多的一个即式中和为吸附常数与温度及所用计杲单 位有关。由此式 所表示的吸附等温曲线为一双 曲线 凸形线 凸形曲线是液固系统中常见的一 种它反映溶质分子在固体衷而达到饱和时形成单 分子层吸附。类似于酶反应中的反应速率Illi线。对于多组分溶
8、质 个 体系 方程式 变为除上而介绍的凸形Illi线还仃凹形曲线和形 I1H线。凹形吸附等温线是表示在低浓度下已吸附的 被吸附分子又能吸附在液相中的分子从而形成多 分犷吸附层所以这种吸附等温线的曲率随浓度的 增加而增加。形等温线实际上是凸形曲线和凹形 曲线叠加的产物它表示被吸附分子之间具有很长 的作用力能进一步吸附苴它分子而溶质分子与 同定相表而的作用力柿对较弱。吸附等温式在染色理论化学中的 热力学推导结介溶液中染料的活度从而决定染色体系中 标准化学位的差如果已知各种条件卜 的活度则 平衡时标准化学位的差亦即亲和力进而连其吸 附等温式也就町以推导出來。现在就种典型场介 的推导结果做-介绍.下式
9、中染料 可以离解为和离子。（）.（） 纤维中的染料浓度和染料的浓 度可以溶解染料的纤维容积通常叫做冇 效容枳.染料在纤维中溶解或扩散的吸附而在两 个相中不离子化的场合。（）3 定值（） L1显然这遵疗分配率关系吸附等温线应该成线 性但在这种体系中如果溶液浓度增大与理想状 态的差杲就越逐渐显粹逐渐偏离直线关系。用染 料的乙醇溶液对醋纤染色就是这样的例子（.染料在纤维中溶解或扩散的吸附并在两 个和中离子化的场合。（）（）定值 （）0心在纤维内部某染料离子数比其它阴离子数多 得多时（）丝 （）此时添加中性盐 而使水 相中的离子浓度保持一定则上式简化为 %定值这就与吸附等温式相同.这方面的例子可在出接
10、染料对纤维索染色时见到。染料在纤维内的特仃位置上吸附而在两相 中不离子化的场合.这种情况在实际中找不到例子但»J-以说明朗 格缪尔吸附。整理后得出式中（）为纤维中吸附位置的总数 上式即表 述的朗格缪尔吸附等温式。染料在两个相中离子化而两种离子都能 独立的打领纤维中的吸附位置的场合.这样的例子可见于蛋白质纤维的染色。几种典型吸附等温线的简介吉里斯等人所涉及的足所冇冇机溶质向固体表面的吸附根据苴初始斜率叮分为四个类型分 别为朗格缪尔型高亲合力S用曲线L型曲线C!H曲线HSI曲线图 四种典型的吸附等温线型曲线当满足下述三个条件时 便形成 型曲线。溶质 分子为单官能性具冇中等程度的分子间作
11、用力能垂氏于吸附层排列能强烈地向溶剂分 子和其它分子争夺卑质上的有效吸附中心。吉里斯等人认为芳香族溶质、以上的脂肪 族溶质呈现型吸附吸附的分子是垂直于表而定 向排列的.但是逆定理并不成立。蔡、恿的单磺酸盐在纤维素上的吸附遵从根 吸附甲醇由苯中向F燥的纤维素上的吸附等温线 呈型。型曲线呈 型吸附的体系 实际上满足卜列条件 它具 右卜述特性Z被吸附的分子是以平置状态样 列的例如间苯二酚、对苯二甲醛等在氧化铝上的 吸附即使足以垂直吸附的但与溶剂的竟争力 几乎没冇.型曲线这是型曲线的一种特姝场金由于溶质的亲 和性高在耶薄溶液屮溶质帔完全吸附或者至少 溶液中无壮测定歿留溶质13。所以在吸附等温线的 初期
12、部分是垂直的.型曲线这种场合吸附的待点是在达到饱和Z前溶 质在溶液和基质之间按 淀的比例分配 与溶质在 两个不相混溶的溶剂之间分配的平衡曲线«I同之 所以能呈直线说明吸附位置数是一定的这符介 拉链原理.型曲线所农示的体系主要仃四种类型非离子和单离子性芳香族溶质从悟性溶剂 中向疏水性聚合体酪纤、聚酯等上的吸附。苯由正灰烷或水由丁醇向I：燥羊毛上 的吸附。氨基酸、缩胺酸等从水中向氧化铝粉末上 的吸附.在水中苯酚向合成多肽上的吸附 在羊毛 上为型曲线 多半是由于合成參肽的结晶度髙 水不易进入所以就变成了型。帮助分散染料向聚 酣纤维内部的载体通常亦呈型曲线.通常染色时的吸附等温线以上吉里斯的
13、讨论是在相当浓的范IH内对吸 附等温线的分类.而在通常染色时则是相当稀薄 的溶液进行吸附平衡实验的.在这种场介纤维中 染料浓度以()表示 染液中的染料浓度以()表 示那么当呈式 那样的关系分配定律时亦 即吉里斯型曲线()TT当呈式 那样的次抛物线时则列隆徳里 希关系式成立()()式中的值在之间在 时就相当于分 配定律内人体上能满足该式的条件。这是一个丈验 式在高浓度的场合并不能很好地适用但仍可以 从理论上加以推导.与此相反如果假定在纤维上 特别的染着位置上单大分子层吸附 那么朗格缪尔 经过简单的计算而推导出来的等温式 就连饱和吸附量也考虑进去了相当于吉里斯 的塑曲线即双曲线式式中 为常数与吸附
14、强度冇关为一单分 子层吸附时的饱和吸附量。酸性染料对半毛的上染 就是这种典型的例子.现在 就可以用这种分配型、那隆徳里希型、朗 格缪尔型等三种类型的吸附來说明染色的吸附等 温线.但是在介成纤绯班色时常常遇到类似酸性 染料染附纶那样必须考虑到世和直线世吸附同时 发生的情况。吉里斯把这种情况归于熨。下转第页 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 第卷第 期年 月潘学东丝光I:艺设计9设备选择响织物手感及绒毛效果卜机布绒毛粘连发硕纸坑 暴廡太宽因此必须采用特殊
15、设备进行丝光加匚。工艺煮漂半制品预拉福一进布一浸轧碱液 透风一去碱煎洗八格一酸中和f热水洗格一烘-*落布。灯芯绒丝光工艺条件预拉幅与成品门福差浸碱楙浸碱槽渗透剂透风时间蒸洗温度-C酸中和显示值落布与成品门幅差落布值采用低碱线光提高纤维索纤维吸附能力方而 低张力是大冇益处的.纤维素纤维经过线光后结 晶度卜降、无定型区増加、结晶区尺寸减少同时由 于分子链中的葡萄糖剩基链的主价键发生一定旋 转使原来在水中不可及的羟皋变为可及以致纤 维的化学活泼性大为提高吸附性能增加而这种 提高是张力愈低提高愈务。冈此低张力、低碱浓丝 光址然降低了械浓 但对丁提奇棉纤维的吸附能力 与高碱浓布挟线光效果相近。只足我们要
16、采取-定()王清安等浅谈绞光机技术改造一 0印染上接第页结束语在平衡状态某一温度卜染浴中的染料浓度和 上染量 纤维中的染料浓度 之间1?在着一定的关 系随着染料和纤维种类的不同仃不同的吸附等 温线而不同的吸附等温线又足由上染或吸附机理 不同引起的。从这种曲线就可以大体知道在染色 时染料是以什么样的机理吸附的从而指导实践。参考文献()毛忠贵生物工业F游技术()北京 屮国轻工业出版 补()北原文蛾 玉井康滕等编表面活性剂()北京化 学工业出版社()刘显东陆现彩 侯庆锋等基吸附等温线的衣血分形 研究及其地球科学应用()地球科学进展的描施 例如 加入耐碱渗透剂 帮助烧碱水化物向 纤维素纤维内部渗透即可
17、。实验验证 利用特殊丝光设备采用低张力、低 緘浓进行灯芯绒丝光 具体结果如F染深性增加 经测色仪对线光未丝光灯芯纸得色检测厶值变化为 绒毛效果与常规灯芯纸未线光差异不大。缩水 率未线光经纬丝光经纬经向缩水率降低纬向缩水仍偏大偏大原因是没有扩幅装置.结论布饌丝光机、直辗丝光机、直很布镇丝光机各 仃其优缺点。必须耍根据织物的纤维组份与组织规 格选择最为适宜的丝光机进行丝光工艺设计这 样才能取得最佳的丝光效果。参考文献()王第生等染整工艺设计()北京纺织工业出版社第一 册 第二册()陈立秋现代丝光设备一二()印染()于洪观 池维府 孙茂远等离压卜煤対二元气体吸附尊温线的研究()煤炭转化()傅国旗 周
18、理甲烷在活件炭上吸附等温线的测定及分析 ()天然气工业()李改枝WWIS小*導黄鸿水中沉枳育“和钳交换吸附等温线的研究()环境科学研究)歐成华 李士伦 易敏等高温高爪下多种勺体金储层岩 心中吸附導温线的测定()石油学报()文友先 张家年 刘俭英谷物吸附等温线试验方法模型 及应用0粮食与饲料工业()周亚半 周理趙临界氢在活性炭上的吸附等隘线硏究 0物理化学学报()刘鸣达张玉龙孟祥富等应用吸附等温曲线判斯水稻 土供硅能力II吸附等温曲线方程参数与水稻土理化件质 的关系()土壤通报()黴木宜彦染色理论化学上册()北京 紡织工业出版 社© 1994-2010 China Academic J
19、ournal Electronic Publishing House. All rights reserved, TEXTILE DYEING AND FINISHING JOURNALVol.28, No. 10, Oct. 2006Contents and AbstractsFEATURES & REVIEWSk Finishing Linen/Cotton Fabric with ChitosanBy Shcny JIANG. Ywian JIN el al. Nanfong textile Pvofesonal Technology College, Nantong Jiang
20、su: Juan LU. Harbin Medical College. Marbi”、Abstraci; The process of finishing llnen/cotton fabric with chitosan first, followed by dyeing with reactive dyes can facilitate dyeing obrain deeper shade and leveling effect, and impart the fabric anti microbial effect and crease resista ncq thus en hanc
21、i ng its added-valueKey words: linen/collon; chitosan; finish; dyeing上 Nano Pigment Dyeing of Cationic Modified CottonBy Tao ZH/T/VG. College oj Mule nuts and Chemical Lninefrinft. Tumjtn Palyfhnir I!nivertty TianjinAbstract The factors that affect the cationic modification of cotton together with t
22、he tested K/S value of the modified cotton are discussed, and exhaust dyeing of the cationic modified cotton with naoo pigment is prAsented Key words, nano pigment; cationic modification; dyeingyEpoxy Cross-Linking Fixation of Cotton Fabric Dyed with Vegetable Saflor Yellow DyeH Jia wei Z.HOU. Jian
23、dottn Q【AN ct aL Suzlum Institute oj trade A ( ommere Wan-h CHENG: Colfcf(e of Materia! I ngieerin, SuzJum University . Suzhg JianuAbstract: The investigations are made on the fixation of vegetable saf or yellow dye on cotton fabric with epoxy cross-linking process. The results showed that under the
24、 optimal process conditions. the colour yield and fastnesses to soaping and rubbing ars obviously improved It is an efficacious approach to improving the dyeing effect of saflor yellow dye.Key words: vegetable dye; sartor yellow, epoxy cross-linking agent fixation Introduction and Application of Ads
25、orption IsothermHimn linn WU. Sai-nan WEI. and Shu-hng CUI. College oj Textile & Ganvenf. Hrhci University nf Science & Techu)lnfjy. ShijtaJiuu/ift.HebciAbstract: Combining with the derivation of adsorption isotherm in bio-engineering. this article introduces the concept, mechanism, and appl
26、ication of the adsorption isotherm giving certain guidelines to in dustrial applications.Key words： adsorption isotherm; adsorption balance; zipper pnnciple; dyeingPRODUCTION TECHNIQUEDischarge Printing of Indigo Jean with Sodium Chlorate-Yellow PrussiateRyZHU. llu/i/m Teuile Group Holding CompwnUmi
27、fM TianjinAbstract: Oxidation discharge pa3te consisting of sodium chlorate, yellow prussiate and citric acid can be applied to white or colour discharge printing of in digo jea n, provided the temperature and time of its heat treatme nt is properly controlled, satisfactory discharge printing result
28、 can be obtained.Application of Scouring Enzyme HZM-102 in the Pretreatment of Cotton FabricsU at v 11f / r fen Atf I / If rKey words: indigo jean; discharge printing; sodium chlorate; Yellow prussiateHy Ru-yue. CAL Aliens he QIS Xu-giuuin ZHAO et nL G“o Donutn Dyeing and Priminn Ccipttny Limited. C
29、hangzhou. Jtanu Abstract Pretreatment of cotton fabric with scourtnq enzyme HZM-102 by cold-pad batch or continuous pad/steam process using the existing scouring machine is practical, which carries out sustained development strategy of clean production and environmen怡I protection.Key words: scouring enzyme; cold-pad batch; continuous pad/steam; cotton fabric; pretreatment© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved,